Eżempju ta 'applikazzjoni ta' pompa krijoġenika f'forn ta 'vakwu ultra għoli

Eżempju ta 'applikazzjoni ta' pompa krijoġenika f'forn ta 'vakwu ultra għoli

Iktar minn għaxar snin ilu, bdejna napplikaw sistema tal-pompa krijoġenika u tal-pompa niexfa ħielsa miż-żejt f'tagħmir tal-proċess elettroniku vakwu relatat biex niksbu vakwu ultra-għoli b'effett sodisfaċenti. Dan l-attentat japplika l-vantaġġi uniċi tal-pompa krijoġenika, li hija veloċi, nadifa u affidabbli, għall-forn tal-vakwu. Il-pompa krijoġenika hija inkorporata fis-sistema tal-vakwu biex tikseb ambjent nadif ta 'vakwu ultra-għoli. Dan id-dokument jintroduċi l-applikazzjoni tal-pompa krijoġenika f'forn vakwu ultra għoli. L-idea tad-disinn tas-sistema tal-vakwu tal-pompa krijoġenika, il-konfigurazzjoni prinċipali u kwistjonijiet li jeħtieġu attenzjoni tas-sistema tal-vakwu, l-għażla u l-kalkolu tal-pompa krijoġenika huma introdotti b'mod enfatiku. Għandu valur ta 'referenza għar-riċerka u l-iżvilupp ta' forn vakwu simili u l-applikazzjoni ta 'pompa krijoġenika. Billi tikkontrolla strettament ir-rabtiet kollha ta ’riċerka u żvilupp, tindif, tneħħija tal-gass u ħami skond l-ispeċifikazzjoni tal-vakwu ultra-għoli, il-pressjoni aħħarija tal-forn tal-vakwu laħqet 2 10-7pa, billi testendi l-pressjoni tal-limitu tal-forn konvenzjonali tal-vakwu bi kważi ordni ta’ kobor. Fis-snin reċenti ġew introdotti pompi tal-vakwu mingħajr żejt u użati ħafna fil-qasam ta 'l-industrija tas-semikondutturi. Għalhekk, is-sistema ta 'akkwist ta' vakwu ultra-għoli mingħajr żejt irrappreżentata minn pompa krijoġenika u pompa niexfa ġiet promossa b'mod wiesa 'fit-teknoloġija elettronika tas-semikondutturi, fis-sistema tal-kisi ottiku u fil-qasam ta' l-ajruspazju.

Billi tbaxxi t-temperatura tal-wiċċ ta 'l-ippumpjar taħt 20 K mill-mezz ta' temperatura baxxa, il-gass b'punt ta 'togħlija aktar baxx jista' jiġi kkondensat fuq il-wiċċ ta 'l-ippumpjar u ammont kbir ta' gass jista 'jiġi estratt. L-użu ta 'wiċċ ippumpjat b'temperatura baxxa se jkun pompa tal-gass ikkondensat imsejjaħ pompa krijoġenika, jew pompa tal-kondensazzjoni. Huwa mezz li jikkondensa, jirreklama jew jikkondensa + jassorbi l-gass wara li juża mezz ta 'temperatura baxxa biex inaqqas it-temperatura tal-wiċċ, sabiex inaqqas il-pressjoni ta' l-ispazju ppumpjat u jikseb jew iżomm l-istat tal-vakwu.

Bħala sistema kompluta ta 'ippumpjar, il-pompa krijoġenika hija magħmula minn żewġ partijiet, il-korp ewlieni huwa l-qafas tal-pompa tal-vakwu, u t-tieni parti huwa l-kompressur. Issa huwa użat krijoġeniċi friġġ pompa, qalba tiegħu huwa friġġ krijoġeniku. Il-fluss bażiku huwa kif ġej: l-ewwel, l-elju huwa kkompressat għal temperatura u pressjoni għolja; Imbagħad jitkessaħ minn skambjatur tas-sħana għall-elju f'temperatura ambjentali. L-elju purifikat purifikat imbgħad imbagħad jitwessa 'adiabatically fiċ-ċilindru biex isir elju f'temperatura baxxa. Hekk kif iċ-ċiklu jkompli, il-elju jitkessaħ u jsir mezz li jkessaħ - elju krijoġeniku.
Il-vantaġġi tal-għażla tal-pompa krijoġenika jinkludu:
(1) nadif, pur mingħajr żejt, l-ippumpjar wiesa ', jista' malajr jikseb l-ambjent ideali vakwu ultra-għoli;
(2) meta mqabbel ma 'pompi oħra tal-vakwu ta' l-istess dijametru, il-pompa krijoġenika għandha veloċità akbar ta 'l-ippumpjar, speċjalment il-ħila li tiġbed il-fwar ta' l-ilma;
(3) l-ebda għażla li jiġi ppumpjat il-gass, partiċelli ta 'impurità u ma jaffettwawx ix-xogħol tas-sistema;
(4) jistgħu jiġu installati fi kwalunkwe Angolu, mingħajr partijiet li jiċċaqilqu, m'għandhomx bżonn li l-pompa ta 'quddiem, l-ispiża tal-operazzjoni u tal-manutenzjoni tkun baxxa;
L-espożizzjoni għall-atmosfera għandha impatt żgħir fuq is-sistema, wara li l-ilma tal-kompressur jista 'jkun awto-protezzjoni, u għalhekk jista' jirrealizza waħdu.

Disinn tas-sistema tal-vakwu

L-akbar problema fl-għażla tas-sistema tal-pompa krijoġenika għall-forn bil-vakwu hija li ssolvi t-tagħbija tas-sħana. It-tagħbija tas-sħana fil-forn tal-vakwu ġejja prinċipalment minn tliet aspetti:
(1) radjazzjoni termali min-naħa tal-forn;
(2) fluss viskuż, molekuli tal-gass iġorru s-sħana;
(3) konduzzjoni tas-sħana u sħana mir-radjazzjoni mill-pajp tal-ħalq tal-pompa.

Cryopump jaħdem fi stat ta ’fluss molekulari, is-sors ta’ sħana ii jista ’jiġi injorat. Is-sors tas-sħana () jista 'jiġi eliminat billi tiżdied l-istruttura tat-tkessiħ tal-ilma. L-influwenza tat-tagħbija tas-sħana mill-body tal-forn fuq il-pompa krijoġenika hija kkunsidrata fid-disinn. Skrin ta 'riflettur tal-metall b'ħafna saffi jintgħażel fil-forn tal-vakwu. It-temperatura tat-tisħin tal-fran tal-vakwu hija 1300 ℃ , l-ogħla disinn totali ta '6 saff ta' skrin li jirrifletti, molibdenum dressing screen 3 saffi, il-bqija tas-saffi magħżula l-azzar li ma jissaddadx li jirrifletti l-iskrin. Teoretikament il-heater sal-ħajt tal-kontenitur permezz ta 'temperatura ta' radjazzjoni ta 'madwar 200 ℃ , it-temperatura tiżdied bil-mod maż-żmien. Ħafna mill-każijiet, pompa b'temperatura baxxa tista 'tinkludi minkeb ta ' 90 ° , sabiex jiġi evitat li l-kompartiment tal-vakwu jgħaddi minnu, jitnaqqas iktar għat-tagħbija termali tal-pompa, li huwa li titnaqqas ir-radjazzjoni termali huwa l-aktar metodu sempliċi u effettiv. Fl-istat tal-fluss molekulari, l-influwenza tal-minkeb fuq il-gwida tal-konvezzjoni tista 'tiġi injorata, li hija aktar effettiva mill-baffle għas-sistema ta' vakwu ultra għoli. Sabiex tkompli tnaqqas l-influwenza tal-konduttività tas-sħana u r-radjazzjoni fuq il-pompa krijoġenika, kienet imfassla struttura li tkessaħ l-ilma fuq il-pajp minkeb. L - istruttura tas - sistema tal - vakwu tidher fil - figura 1.

Fig. Dijagramma ta 'struttura ta' sistema ta 'vakwu

Sabiex tinkiseb il-vakwu ideali ultra-għoli, u fl-istess ħin nużaw it-teknoloġija ta 'redundancy, iddisinajna s-sistema tal-vakwu ta' unità ta 'pompa molekulari u pompa krijoġenika b'mod parallel. L-unità tal-pompa molekulari tista 'tintuża bħala l-ippumpjar minn qabel tas-sistema, sabiex meta l-pompa krijoġenika tkun imkessħa, tkun tista' taħdem direttament fl-istat tal-fluss molekulari.

Barra minn hekk, meta l-kompartiment tal-vakwu għandu ammont kbir ta 'arja, jista' jinqaleb fil-ħin għall-pompa molekulari għall-estrazzjoni tal-arja, li tista 'mhux biss testendi l-ħin ta' saturazzjoni tal-ippumpjar tal-pompa krijoġenika, iżda wkoll tiffranka l-ħin ta 'riġenerazzjoni. Pompa molekulari u pompa krijoġenika huma konnessi permezz ta 'valv pnewmatiku tal-vakwu tal-vakwu ultra-għoli u l-kompartiment tal-vakwu. Sabiex jiġi żgurat li s-sistema hija nadifa mingħajr żejt u tagħti rwol sħiħ lill-vantaġġi ta 'l-ippumpjar tal-pompa krijoġenika, tintgħażel il-pompa molekulari molekulari ta' levitazzjoni manjetika ħielsa miż-żejt, il-pompa niexfa vortiċi hija magħżula għall-pompa ta 'quddiem, u n-niexfa il-pompa tintuża wkoll għall-estrazzjoni ta ’l-arja waqt ir-riġenerazzjoni tal-pompa krijoġenika. Id - dijagramma skematika tas - sistema tal - vakwu tidher fil - figura 2.

Fig. 2 dijagramma skematika tas-sistema tal-vakwu

Meta l-unità tal-pompa molekulari u l-kompressur jinbdew fl-istess ħin, wara madwar 120 min, ir-ras kiesħa sekondarja tal-pompa krijoġenika titbaxxa mit-temperatura tal-kamra għal taħt il-15 K (il-bieb tal-valv tal-pompa krijoġenika jista 'jinfetaħ). F'dan il-ħin, il-grad ta 'vakwu tas-sistema ta' forn b'vakwu jista 'jilħaq 10-5pa, sabiex il-pompa krijoġenika tkun tista' tibda minn vakwu għoli direttament.

Tabella 1 Konklużjonijiet tal-konfigurazzjoni prinċipali tas-sistema tal-vakwu

Dan is-sett ta 'tagħmir huwa sett tipiku ta' forn tal-vakwu ta 'daqs medju, li huwa applikat għall-proċess ta' wweldjar tad-diffużjoni taħt il-kundizzjoni ta 'vakwu ultra-għoli. Il-kapaċità tas-sħana u l-erja tal-wiċċ huma t-tnejn ikbar mill-forn tat-trattament tas-sħana tal-istess speċifikazzjoni, bi grad ogħla ta 'awtomazzjoni. Il-konfigurazzjoni tal-pompa krijoġenika tista 'tagħti rwol sħiħ lill-vantaġġi notevoli tagħha. Il-pressjoni finali tat-test tal-forn tal-vakwu hija 2 10-7 Pa (kiesħa u vojta), u r-rata ta 'żieda fil-pressjoni hija 0.002 Pa / h. L-indiċi huwa aħjar minn forn b'vakwu għoli komuni. Fil-preżent, l-applikazzjoni tal-pompa krijoġenika domestika tiddependi l-aktar fuq l-importazzjonijiet, u pompi oħra ta ’l-istess kalibru, il-prezz huwa wkoll relattivament għali. Madankollu, xorta għandha vantaġġi kbar fl-oqsma ta 'ambjent ta' proċess nadif għoli, vakwu pur mingħajr żejt u vakwu ultra-għoli, u l-pompa krijoġenika mhix agħar minn pompi oħra f'termini ta 'kost tas-servizz u ħajja ta' servizz. Ir-riċerka u l-iżvilupp tal-pompi krijoġeniċi domestiċi għad iridu jkunu maturi, speċjalment it-teknoloġija tal-kompressur, bil-ħerqa li tiżdied l-industrija domestika tal-pompa tal-vakwu nadif.